EP0575922B1 - Foret à déplacement - Google Patents

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EP0575922B1
EP0575922B1 EP93109825A EP93109825A EP0575922B1 EP 0575922 B1 EP0575922 B1 EP 0575922B1 EP 93109825 A EP93109825 A EP 93109825A EP 93109825 A EP93109825 A EP 93109825A EP 0575922 B1 EP0575922 B1 EP 0575922B1
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EP
European Patent Office
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section
displacer
drill
displacement
rib
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EP93109825A
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German (de)
English (en)
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EP0575922A2 (fr
EP0575922A3 (fr
Inventor
Hinrich Kattentidt
Magnus Mauch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delmag Maschinenfabrik Reinhold Dornfeld GmbH and Co
Original Assignee
Delmag Maschinenfabrik Reinhold Dornfeld GmbH and Co
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Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D5/00Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
    • E02D5/22Piles
    • E02D5/34Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
    • E02D5/36Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same making without use of mouldpipes or other moulds
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B10/00Drill bits
    • E21B10/44Bits with helical conveying portion, e.g. screw type bits; Augers with leading portion or with detachable parts
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/26Drilling without earth removal, e.g. with self-propelled burrowing devices

Definitions

  • the invention relates to a displacement drill according to the preamble of claim 1.
  • the present invention is intended to develop a displacement drill according to the preamble of claim 1 in such a way that the drill drive need only provide smaller forces in at least one of the two feed directions (circumferential direction, axial direction).
  • the displacement drill according to claim 1 there is also a helical rib in the area of the lower displacement section which generates an axial feed force when the drill is rotated, so that only a correspondingly smaller part of this feed force has to be provided by the drill drive. Since the soil in the area of the lower displacer section is increasingly compacted, the parts of the helical rib which have only a smaller effective height and which lie above the lower displacer section can still generate a noteworthy axial force.
  • the drill can also be pulled out of the borehole quickly (without rotation adjusted to the axial pulling speed), since the helical rib does not protrude beyond the central cylindrical section of the displacement head.
  • the development of the invention according to claim 8 serves the simple manufacture of the lower displacer section and, moreover, an equalization of the load on the displacer rolls, because they protrude over their entire length by the same amount over the frustoconical base area of the lower displacer section.
  • the development of the invention according to claim 9 has the advantage that between the radially inner portion of the displacing rollers and the frustoconical wall of the lower displacer section no boulders can jam.
  • a displacement drill is generally designated 10.
  • a cylindrical lower drill section 12 carries a lost drill tip 14 and a helical rib 16 is arranged on its outer surface. Scraper elements 18 on the drill tip 14 and scraper elements 20 at the lower end of the helical rib 16 facilitate the axial advancement of the displacement drill 10 in the ground.
  • the lower drill section 12 is followed by a displacement head, designated overall by 22.
  • This consists of a middle smooth cylindrical displacer section 24, a lower, tapered frustoconical displacer section 26, which makes the transition to the lower drill section 12, and an upper, tapered frustoconical displacer section 28, which makes a transition to an upper drill section 30 , which is only partially reproduced and can be connected to a drilling drive, not shown.
  • the drill sections 12 and 30 have the same diameter. Furthermore, the diameter of the helical rib 16 corresponds to that of the middle displacement section 24.
  • the helical rib 16 is continued over the entire lower displacer section 26, the groove depth between the turns of the helical rib 16 continuously decreasing from the lower end of the displacer section 26 to its upper end.
  • the upper displacer section 28 has a plurality of conical spiral displacement walls 32.
  • Conical spiral means that the transverse cross section of the displacement walls 32 corresponds to a spiral, while their axial section corresponds to a cone.
  • the displacement walls 32 are arranged such that they perform a radial displacement work when the displacement drill 10 is moved out of the borehole. During this movement, the displacement drill 10 is driven because of the helical rib 16 in the opposite sense to when the borehole was produced, that is to say counterclockwise in FIG. 2.
  • FIG. 2 there is a wall step 34 lying in an axial plane between successive ones of the displacer walls 32, and the end of a displacer wall 32 lying in the direction of rotation is essentially tangential or perpendicular to the wall step 34.
  • the displacer walls 32 are bent from corresponding plate blanks and welded together with the wall steps 34, which are also simple plate blanks.
  • the lower displacer section 26 is designed analogously to the upper displacer section 28 from FIG. 1, the displacer walls 32 now being set in accordance with the other direction of rotation when driving in the displacer drill 10.
  • the helical rib 16 extends only over the lower drill section 12.
  • a further modification, not shown in the drawing, of the displacement drill 10 consists in pulling the helical rib 16, as shown in FIG. 1, over the modified lower displacement section 25 according to FIG. 3.
  • the helical rib 16 extends only over the lower drill section 12. Their axes lie in axial planes.
  • bearing units 38 are provided at their two ends, which for the most part protrude through windows 40 of the lower displacer section 26 into the interior of the displacer section 26 and only sit with flat fastening shoes 42 on the outer surface of the lower displacer section 26, where they pass through Screws 44 are releasably attached.
  • the displacement rollers 36 extend through windows 46 in the cone wall of the lower displacement section 26.
  • the upper displacer section in the displacer drill shown there is designed in exactly the same way as the lower displacer section 26, and thus likewise carries a plurality of displacer rollers 36 distributed in the circumferential direction.
  • the upper displacer section 28 can also be configured according to FIG. 3, since in many cases only a small amount of displacement work can be performed by the displacer head 22 when the displacer drill is pulled, for which the simpler upper displacer head 28 according to FIGS. 1 and 2 is sufficient .

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Claims (12)

  1. Foret à déplacement comprenant
    a) un segment de foret inférieur (12) présentant une âme cylindrique et une nervure hélicoïdale (16) et portant à l'extrémité inférieure une pointe (14) de préférence amovible,
    b) une tête déplaceuse (22) faisant suite au segment de foret inférieur (12), qui présente quant à elle un segment déplaceur central (24) dont la dimension radiale est supérieure à celle d'une âme cylindrique du segment de foret inférieur (12), un segment déplaceur inférieur (26) se rétrécissant vers le bas et, de préférence, un segment déplaceur supérieur (28) se rétrécissant vers le haut, et
    c) un segment de foret supérieur (30) qui fait suite à la tête déplaceuse (22) et peut être relié à un entraînement de forage et qui a, de préférence, le même diamètre que le segment de foret inférieur (12), caractérisé en ce que
    d) le segment déplaceur central (24) présente une section constante et
    e) le segment déplaceur inférieur (26) a une forme tronconique, et la nervure hélicoïdale (16) du segment de foret inférieur (12) est prolongée sur le segment déplaceur inférieur (26).
  2. Foret à déplacement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nervure hélicoïdale (16) a un rayon constant dans la zone du segment déplaceur inférieur (26) et du segment de foret inférieur (12), qui correspond pour l'essentiel au rayon du segment déplaceur central (24).
  3. Foret à déplacement comprenant
    a) un segment de foret inférieur (12) présentant une âme cylindrique et une nervure hélicoïdale (16) et portant à l'extrémité inférieure une pointe (14) de préférence amovible,
    b) une tête déplaceuse (22) faisant suite au segment de foret inférieur (12), qui présente quant à elle un segment déplaceur central (24) dont la dimension radiale est supérieure à celle d'une âme cylindrique du segment de foret inférieur (12), un segment déplaceur inférieur (26) se rétrécissant vers le bas et, de préférence, un segment déplaceur supérieur (28) se rétrécissant vers le haut, et
    c) un segment de foret supérieur (30) qui fait suite à la tête déplaceuse (22) et peut être relié à un entraînement de forage, et qui a, de préférence, le même diamètre que le segment de foret inférieur (12), caractérisé en ce que
    d) le segment déplaceur central (24) présente une section constante et
    e) le segment déplaceur inférieur (26) a une forme essentiellement tronconique et est muni sur sa surface latérale de nervures déplaceuses (32, 34) réparties en direction du pourtour, qui comportent chacune une surface arrière en forme de spirale conique.
  4. Foret à déplacement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la hauteur d'une paroi étagée (34) située entre l'extrémité arrière d'une nervure déplaceuse (32, 34) et l'extrémité avant de la nervure déplaceuse (32, 34) suivante dans la direction de l'angle diminue vers les extrémités axiales du segment déplaceur inférieur (26), de préférence diminue jusqu'à devenir nulle.
  5. Foret à déplacement selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que des parois étagées (34) situées entre l'extrémité arrière d'une nervure déplaceuse (32, 34) et l'extrémité avant de la nervure déplaceuse (32, 34) suivante dans la direction de l'angle sont disposées dans des plans axiaux.
  6. Foret à déplacement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le segment déplaceur inférieur (26) est muni d'une couche d'usure présentant une faible rugosité, par ex. d'une couche d'apport meulée en métal dur.
  7. Foret à déplacement comprenant
    a) un segment de foret inférieur (12) présentant une âme cylindrique et une nervure hélicoïdale (16) et portant à l'extrémité inférieure une pointe (14) de préférence amovible,
    b) une tête déplaceuse (22) faisant suite au segment de foret inférieur (12), qui présente quant à elle un segment déplaceur central (24) dont la dimension radiale est supérieure à celle d'une âme cylindrique du segment de foret inférieur (12), un segment déplaceur inférieur (26) se rétrécissant vers le bas et, de préférence, un segment déplaceur supérieur (28) se rétrécissant vers le haut, et
    c) un segment de foret supérieur (30) qui fait suite à la tête déplaceuse (22) et peut être relié à un entraînement de forage, et qui a, de préférence, le même diamètre que le segment de foret inférieur (12), caractérisé en ce que
    d) le segment déplaceur central (24) présente une section constante et
    e) le segment déplaceur inférieur (26) a une forme essentiellement tronconique et des rouleaux déplaceurs (36) sont disposés sur son enveloppe latérale.
  8. Foret à déplacement selon la revendication 7, caractérisé en ce que les axes des rouleaux déplaceurs (36) s'étendent parallèlement à des génératrices du segment déplaceur inférieur (26).
  9. Foret à déplacement selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les rouleaux déplaceurs (36) sont noyés partiellement, de préférence à moitié environ, dans l'enveloppe latérale du segment déplaceur inférieur (26).
  10. Foret à déplacement selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les éléments de fixation (38) pour les rouleaux déplaceurs (36) sont fixés de façon amovible au segment déplaceur inférieur (26) par l'extérieur de ce demier.
  11. Foret à déplacement selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le segment déplaceur supérieur (28) est réalisé comme indiqué à propos du segment déplaceur inférieur (26) selon l'une des revendications 3 à 6, sachant que les nervures déplaceuses (32, 34) sont conçues pour les deux sens de rotation.
  12. Foret à déplacement selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le segment déplaceur (28) est réalisé comme indiqué à propos du segment déplaceur inférieur (26) selon l'une des revendications 7 à 10.
EP93109825A 1992-06-26 1993-06-19 Foret à déplacement Expired - Lifetime EP0575922B1 (fr)

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EP0575922A2 EP0575922A2 (fr) 1993-12-29
EP0575922A3 EP0575922A3 (fr) 1994-04-27
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